超纯水设备和纯水设备主要有以下区别:
1. 水质标准
纯水设备:
生产的纯水一般是指电阻率大于 0.1×10⁶Ω・cm,水中的悬浮物、胶体、有机物、细菌等杂质大部分被去除。例如,在一般的工业生产中,如电镀、印染等行业,对水中的硬度、悬浮物等杂质有一定要求,纯水就能满足其基本的生产用水需求,其电导率通常在 1 - 10μS/cm 之间。
超纯水设备:
生产的超纯水水质要求更高。超纯水的电阻率一般要达到 18.2MΩ・cm(25℃),几乎去除了水中所有的杂质,包括溶解的气体、微生物及其代谢产物、极微量的金属离子等。例如,在半导体制造、高精度分析仪器(如高效液相色谱仪、质谱仪)等领域,需要超纯水来避免水中杂质对实验结果或产品质量产生影响。
2. 工艺流程
纯水设备:
通常采用较为基础的处理工艺。一般包括预处理、反渗透(RO)处理。预处理主要是去除水中的大颗粒杂质、悬浮物、胶体等,方法有机械过滤(如砂滤、多介质过滤)、活性炭吸附等。反渗透处理是利用半透膜的原理,在压力作用下,使水通过半透膜而盐分等杂质被截留,从而降低水的硬度和含盐量。
超纯水设备:
在纯水设备的基础上,还需要增加更高级的处理步骤。在反渗透之后,会有离子交换树脂处理,进一步去除水中残留的微量离子。例如,通过强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂,去除水中的钙、镁、铁等阳离子和氯离子、硫酸根离子等阴离子。另外,还会有超滤、微滤等步骤,超滤可以去除水中的大分子有机物、细菌等,微滤用于去除微小颗粒和胶体。有些超纯水设备还包括紫外线杀菌、终端超滤等环节,以确保水中微生物和微小颗粒的去除。
3. 应用领域
纯水设备:
工业领域:在电子工业中用于一般性的电路板清洗,相较于普通自来水,纯水可以减少水中杂质对电路板的损害。在化工行业,纯水可作为某些化学反应的溶剂或反应介质,如在一些对水质要求不是极高的化学合成反应中,用于配制反应溶液,确保反应过程不受水中杂质干扰。
生活领域:可用于普通家庭的饮用水净化。一些家用净水器采用纯水设备的原理,通过简单的过滤和反渗透,去除水中的余氯、部分重金属和细菌,提供相对安全、口感较好的饮用水。
超纯水设备:
半导体行业:是半导体芯片制造过程中不可或缺的。从芯片的光刻、蚀刻到清洗等各个环节,都需要超纯水。因为即使是极微量的杂质也可能导致芯片短路、性能下降或出现缺陷。例如,在芯片的清洗过程中,超纯水用于冲洗芯片表面,确保没有杂质残留,保证芯片的高精度和高性能。
医药行业:在药品生产过程中,特别是注射剂等无菌药品的生产,超纯水用于配制药品溶液和清洗生产设备。同时,在医学实验室中,超纯水用于高精度的检测和分析,如在基因检测、细胞培养等实验中,为实验提供纯净、无干扰的用水环境。
科研领域:在各类高精度的科学实验中发挥关键作用。例如,在生命科学实验中,细胞培养、蛋白质结晶等过程需要超纯水,以避免水中杂质对细胞和蛋白质结构的影响;在化学分析实验中,如痕量分析、同位素标记实验等,超纯水可以保证实验结果的准确性和可靠性。
4. 设备成本
纯水设备:
由于其工艺流程相对简单,设备的构成部件较少,成本相对较低。一套小型的纯水设备(如家用纯水机)价格可能在 1000 - 5000 元左右,而用于工业生产的中型纯水设备价格可能在几万元到十几万元不等。
超纯水设备:
因为其需要更复杂的工艺和更高质量的部件,成本较高。小型的超纯水设备(如实验室用超纯水机)价格可能在 1 - 5 万元左右,大型的用于工业生产(如半导体制造工厂)的超纯水设备可能达到数百万甚至上千万元。